Allostérie des protéines et dynamiques conformationnelles

Les fonctions de nombreuses protéines sont régulées par l'allostérie, par laquelle la liaison d'un effecteur à un site distal change l'activité fonctionnelle (par exemple, l'affinité de liaison du substrat ou l'efficacité catalytique) au site actif. La plupart des études allostériques se sont concentrées sur les propriétés thermodynamiques, en particulier l'affinité de liaison du substrat. Les changements d'affinité de liaison du substrat par des effecteurs allostériques ont généralement été jugés médiés par des transitions conformationnelles des protéines ou, alternativement, par des changements dans l'étendue du bassin d'énergie libre de l'état conformationnel de la protéine sans déplacer la position du minimum du bassin. Lorsque la liaison de l'effecteur modifie le paysage énergétique libre d'une protéine dans l'espace conformationnel, le changement affecte non seulement les propriétés thermodynamiques mais aussi les propriétés dynamiques, y compris les amplitudes des mouvements sur différentes échelles de temps et les taux des transitions conformationnelles. Ici, nous évaluons les rôles des dynamiques conformationnelles dans la régulation allostérique. Deux cas sont soulignés où la spectroscopie RMN et la simulation de dynamique moléculaire ont été utilisées comme approches complémentaires pour identifier les résidus éventuellement impliqués dans la communication allostérique. Des perspectives sur des questions controversées, par exemple, la relation entre les dynamiques d'échange conformationnel local en picosecondes-nanosecondes et en microsecondes-millisecondes, sont présentées.